煤礦井下測(cè)量平面控制相關(guān)問題及技術(shù)分析

王 波， 楊玉龍

(陜西陜煤銅川礦業(yè)公司陳家山煤礦，陜西 銅川 727100)

煤礦井下測(cè)量是建設(shè)礦山的重要環(huán)節(jié)之一。煤礦井下測(cè)量工作具有一定的復(fù)雜性，在建設(shè)礦山時(shí)，首先要進(jìn)行礦山規(guī)劃設(shè)計(jì)，再進(jìn)行勘探設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)管理，礦山的設(shè)計(jì)規(guī)劃則尤重中之重。井下測(cè)量工作需提供準(zhǔn)確性數(shù)據(jù)為采礦工作的安全提供支撐，也為管理層的生產(chǎn)決策提供參考。由此可見，煤礦井下測(cè)量是礦山建設(shè)生產(chǎn)安全性的重要基礎(chǔ)，也是推動(dòng)煤礦提高生產(chǎn)技術(shù)水平、安全生產(chǎn)的保證，應(yīng)不斷加強(qiáng)煤礦井下測(cè)量工作。

1 煤礦井下測(cè)量平面控制的要求

井下平面測(cè)量是煤礦礦井測(cè)量中的十分重要的測(cè)量方法之一，該方法主要是指在煤礦井下建立一個(gè)平面測(cè)量的控制網(wǎng)，通過測(cè)量來為煤礦的測(cè)繪、巷道標(biāo)定和回采工作提供科學(xué)可靠的資料，同時(shí)也是為了滿足貫通測(cè)量的要求。井下平面測(cè)量易受井下巷道空間條件的限制，測(cè)量導(dǎo)線僅僅能沿著巷道鋪設(shè)。井下平面測(cè)量可以分基本控制和采區(qū)控制兩類，兩類控制對(duì)導(dǎo)線的鋪設(shè)要求較高，工作人員需要嚴(yán)格按照“高級(jí)控制低級(jí)”的原則進(jìn)行鋪設(shè)，而且還要注意兩類控制下均應(yīng)布設(shè)成閉合或者是復(fù)測(cè)支導(dǎo)線。在布設(shè)過程中，閉合控制區(qū)和基本控制區(qū)的導(dǎo)線布設(shè)還存在著一定的差異，基本控制導(dǎo)線的測(cè)角精度標(biāo)準(zhǔn)是 7''，需要沿著主巷道鋪設(shè)；采區(qū)控制導(dǎo)線的測(cè)角精度為15''，需要沿著片盤運(yùn)輸巷道或者是中間巷道鋪設(shè)。

2 煤礦井下測(cè)量平面控制存在的問題

煤礦測(cè)量工作復(fù)雜，為了避免事故的發(fā)生，需重視測(cè)量工作，避免由于人為原因?qū)е碌膯栴}。煤礦井下測(cè)量平面控制存在的問題主要有三類，如表1所示。

2.1 導(dǎo)線點(diǎn)位置的估計(jì)問題

依據(jù)使用時(shí)間的長(zhǎng)短我們可以將導(dǎo)線點(diǎn)劃分為兩類，即臨時(shí)點(diǎn)和永久點(diǎn)。在測(cè)量定位臨時(shí)點(diǎn)時(shí)，基于時(shí)間限制，僅粗略估計(jì)影響因素、測(cè)點(diǎn)位置和測(cè)點(diǎn)周邊的環(huán)境，忽略了導(dǎo)線點(diǎn)之間距離的計(jì)算，容易產(chǎn)生設(shè)計(jì)導(dǎo)線點(diǎn)

表1 煤礦井下測(cè)量平面控制存在的問題

間測(cè)量問題，影響接下來作業(yè)，有時(shí)工作人員的粗心也會(huì)導(dǎo)致前視導(dǎo)線點(diǎn)和后視導(dǎo)線點(diǎn)使用出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致結(jié)果出錯(cuò)，而貫通測(cè)量的誤差也容易影響安全貫通作業(yè)，同時(shí)還威脅井下工作人員的人身安全；工作人員在設(shè)置永久點(diǎn)的時(shí)候必須謹(jǐn)慎小心，保證在主要巷道中每隔300～500 m都埋設(shè)有永久點(diǎn)，這主要是因?yàn)槊旱V對(duì)永久點(diǎn)的設(shè)置要求較高，在作業(yè)過程中，工作人員要突出標(biāo)注導(dǎo)線點(diǎn)并編號(hào)，接著再利用油漆突出位置，同時(shí)為了保證尋找方便，工作人員還需要在設(shè)點(diǎn)附近的巷道幫上醒目地涂寫編號(hào)，這一系列步驟如有缺失就會(huì)為井下測(cè)量作業(yè)埋下事故隱患。

2.2 觀測(cè)方法和測(cè)量點(diǎn)的選擇

預(yù)鋪設(shè)導(dǎo)線邊長(zhǎng)的丈量和設(shè)定也有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，觀測(cè)方法有兩種，即光電測(cè)距法和鋼尺量邊法。盡管光電測(cè)距法較簡(jiǎn)單，但作業(yè)中工人傾向于使用鋼尺量邊的方法，所得到的測(cè)量結(jié)果需要不斷進(jìn)行修正。工人在測(cè)量過程中容易漏掉改正項(xiàng)，有時(shí)還會(huì)忘記定線，使得預(yù)鋪設(shè)導(dǎo)線超長(zhǎng)的設(shè)定達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)；在測(cè)量點(diǎn)的選取問題上，大部分巷道都采用錨網(wǎng)索支護(hù)，而在維護(hù)巷道和采面兩端頭維護(hù)會(huì)使用木棚，但是井下巷道的壓力容易導(dǎo)致木棚變形，腐爛倒塌的木棚也可能威脅對(duì)工作人員的生命安全。

2.3 羅盤測(cè)量和磁偏角測(cè)量問題

羅盤測(cè)量問題的產(chǎn)生主要是因?yàn)楣ぷ魅藛T受到了外界因素或者個(gè)人因素的影響，例如由于部分工作人員缺乏方向感，懸掛羅盤時(shí)顛倒了南北方向，那么對(duì)坡度正負(fù)值的讀取錯(cuò)誤就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果與實(shí)際不符，棚上的金屬對(duì)磁盤的吸引同樣也會(huì)使測(cè)量方位出現(xiàn)差錯(cuò)；磁偏角測(cè)量問題主要是因?yàn)楣ぷ魅藛T的疏漏所致，井下結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同的地方磁偏角不同，磁偏角測(cè)量的疏漏同樣會(huì)影響最終的測(cè)量結(jié)果。

3 對(duì)煤礦井下測(cè)量平面控制的技術(shù)分析

3.1 充分考慮周邊環(huán)境來定位導(dǎo)線點(diǎn)

導(dǎo)線點(diǎn)的定位是平面控制測(cè)量的重要環(huán)節(jié)，工作人員需要充分考慮周邊環(huán)境。例如，在選擇巷道頂板時(shí)應(yīng)考慮到頂班的穩(wěn)固性，盡可能選擇視野良好、便于安裝儀器來觀測(cè)的地方定位導(dǎo)線點(diǎn)，同時(shí)工作人員要考慮到來往礦車的數(shù)量，盡可能減少外界礦車；再例如在設(shè)定導(dǎo)線點(diǎn)間的距離時(shí)，應(yīng)確保設(shè)點(diǎn)滿足300～500 m的間距標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要考慮到通視因素，盡可能拉大導(dǎo)線點(diǎn)間的間距，保證巷道交叉口處和巷道連接處埋設(shè)有導(dǎo)線點(diǎn)，同時(shí)工作人員應(yīng)注意讓導(dǎo)線點(diǎn)遠(yuǎn)離運(yùn)輸軌道、淋水處、落石處，即盡可能避開不安全的因素以降低井下事故的發(fā)生率。

3.2 創(chuàng)新觀測(cè)方法，選取適當(dāng)?shù)臏y(cè)量點(diǎn)

傳統(tǒng)的觀測(cè)方法具有一定的復(fù)雜性，盡管工人十分熟悉，但測(cè)量過程中鋼尺量邊的方法容易造成較大誤差。而創(chuàng)新性技術(shù)光電測(cè)距法操作簡(jiǎn)單，是利用光電測(cè)距的方法觀測(cè)井下導(dǎo)線邊長(zhǎng)。應(yīng)在觀測(cè)距前檢查并校正測(cè)距儀，在測(cè)量過程中工作人員應(yīng)每條邊都要進(jìn)行多次測(cè)量，而在進(jìn)行單向觀測(cè)和往返觀測(cè)過程中應(yīng)保證測(cè)繪讀數(shù)的較差低于10 mm，單程測(cè)回間的較差也應(yīng)低于15 mm，在儀器使用過程中，禁止拆卸儀器，保持儀器干燥，為了保證儀器的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，工作人員可以制作電源使用卡片記錄儀器充電的日期時(shí)間和次數(shù)，按時(shí)對(duì)低電量?jī)x器進(jìn)行充電維護(hù)，避免重復(fù)充電對(duì)儀器使用壽命造成傷害；在選取測(cè)量點(diǎn)時(shí)需要考慮兩個(gè)方面，即測(cè)量點(diǎn)的位置和測(cè)量的準(zhǔn)確性，為了避免測(cè)量點(diǎn)移位問題的發(fā)生，應(yīng)用水泥或者是水玻璃糊上測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量過程中，應(yīng)將測(cè)量點(diǎn)周邊的廢繩和無用標(biāo)記清除，以免在測(cè)量過程中混淆測(cè)量點(diǎn)。

3.3 避免外界因素影響，提高測(cè)量精確度

在測(cè)量過程中，首先應(yīng)保證羅盤懸掛穩(wěn)定和方向正確，懸掛點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離金屬器材，避免外界磁力對(duì)羅盤干擾，提高測(cè)量精度；在測(cè)量磁偏角過程中，工作人員需要在下井前掌握井下結(jié)構(gòu)，牢記需要測(cè)量的磁偏角，避免出現(xiàn)疏漏，同時(shí)為了保證測(cè)量結(jié)果的可靠性管理人員應(yīng)安排兩個(gè)測(cè)量人員相互合作，分別測(cè)量磁偏角再將結(jié)果進(jìn)行匯總，提高測(cè)量的精度。

4 結(jié)語

井下測(cè)量是煤礦作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，為了提高井下作業(yè)的安全性，測(cè)量部門應(yīng)充分利用各種技術(shù)措施避免測(cè)量問題的發(fā)生，充分考慮周邊環(huán)境來定位導(dǎo)線點(diǎn)，努力創(chuàng)新觀測(cè)方法，選取適當(dāng)?shù)臏y(cè)量點(diǎn)，提高測(cè)量精確度，為井下工作人員安全提供保證。